Impedancia de los altavoces, manejo de la potencia y cableado
La clasificación en ohmios del altavoz es una indicación de la impedancia de CA del altavoz, que varía con la frecuencia de la señal de entrada. Esta variación de la impedancia del altavoz puede verse en la curva de impedancia de la hoja de especificaciones del altavoz. Por eso la hoja de especificaciones indica que este altavoz tiene una «impedancia nominal» de 8 ohmios.»
La mayoría de los altavoces están disponibles en clasificaciones alternativas de ohmios (normalmente 4, 8 y 16 ohmios). Esta variedad permite una mayor flexibilidad a la hora de adaptar la impedancia equivalente global de su(s) altavoz(es) a la impedancia de salida del amplificador. Es importante que la impedancia de salida de su amplificador coincida con la impedancia global equivalente de su(s) altavoz(es) para una máxima transferencia de potencia y para no dañar el amplificador.
Cuando se utiliza más de un altavoz con su amplificador, la impedancia global equivalente cambia dependiendo de cómo estén cableados los altavoces. Puede cablear varios altavoces «en serie», «en paralelo» o en una combinación de las dos configuraciones de cableado («serie/paralelo»).
Los altavoces también tienen una potencia nominal que indica cuánta potencia del amplificador pueden soportar antes de dañarse. Cuando utilice varios altavoces, la potencia de salida del amplificador se distribuirá entre los altavoces. Recomendamos utilizar altavoces con la misma clasificación de ohmios en cajas acústicas múltiples para que la potencia se distribuya uniformemente entre cada altavoz. (Para la amplificación de la guitarra, recomendamos elegir un altavoz con una potencia nominal de al menos el doble de la potencia máxima que podría recibir del amplificador).
Ejemplo 1: Cableado de un solo altavoz
En el ejemplo 1, tenemos un amplificador de 50W con una impedancia de salida de 8 ohmios. Se ha emparejado con un altavoz de 8 ohmios.
Como sólo hay un altavoz, podría experimentar los 50W completos del amplificador.
En este caso, recomendamos elegir un altavoz de 8 ohmios con una potencia nominal de al menos 100W.
Ejemplo 2: Cableado en serie
. Cuando se conectan varios altavoces en serie, la suma de las impedancias de los altavoces debe ser igual a la impedancia de salida del amplificador.
~z_{\text{equivalente}} = Impedancia global equivalente
~z_n~ = Impedancia del altavoz ~n~
$z_{\text{equivalente}} = z_1 + z_2 + \ldots + z_n$
En el ejemplo 2, tenemos un amplificador de 50W con una impedancia de salida de 8 ohmios. Para determinar los valores de los altavoces, tenemos que resolver utilizando la fórmula de la impedancia equivalente.
$z_{texto{equivalente}} = z_1 + z_2 + \ldots + z_n$$z_{texto{equivalente}} = 8Ω$$8Ω = z_1 + z_2$
Como sabemos que ~z_1 = z_2~, podemos simplificar:
$8Ω = z_{texto{altavoz}} + z_{text{speaker}}$$8Ω = 2 veces z_{text{speaker}}$$\frac{8Ω}{2} = z_{text{speaker}}$$z_{text{speaker}} = 4Ω$
Al ser dos altavoces, cada altavoz podría experimentar 25W (la mitad de la potencia de salida del amplificador).
En este caso se recomienda elegir dos altavoces de 4 ohmios con una potencia nominal de al menos 50W cada uno.
Ejemplo 3: Cableado en paralelo
Cuando se conectan varios altavoces en paralelo, las cosas son un poco más complicadas, ya que la impedancia total del circuito en paralelo será menor que las clasificaciones de impedancia de los altavoces individuales, como se muestra en la siguiente fórmula.
~z_{\text{equivalente}} = Impedancia global equivalente
~z_n~ = Impedancia del altavoz ~n~
$z_{\text{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{z_1} + \frac{1}{z_2} + En el ejemplo 3, tenemos un amplificador de 50W con una impedancia de salida de 8 ohmios. Para determinar los valores de los altavoces, tenemos que resolver utilizando la fórmula de la impedancia equivalente.
$z_{text{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{z_1} + \frac{1}{z_2} + \ldots + \frac{1}{z_n}$$z_{texto{equivalente}} = 8Ω$$8Ω = \frac{1}{frac{1}{z_1} + \frac{1}{z_2}}$
Como sabemos que ~z_1 = z_2~, podemos simplificar:
$8Ω = \frac{1}{z_{texto{hablante}} + \frac{1}{z_{text{speaker}}}}}}$$8Ω = \frac{1}{frac{2}{z_{text{speaker}}}}}}$$8Ω = \frac{z_{text{speaker}}{2}$$z_{text{speaker}} = 16Ω$
Al ser dos altavoces, cada altavoz podría experimentar 25W (la mitad de la potencia de salida del amplificador).
En este caso se recomienda elegir dos altavoces de 16 ohmios con una potencia nominal de al menos 50W cada uno.
Ejemplo 4: Cableado en serie/paralelo
Cuando se conectan varios altavoces en una configuración en serie/paralelo, las cosas se complican aún más. En primer lugar, hay que determinar la impedancia equivalente para todos los altavoces conectados en serie utilizando la misma fórmula que en el ejemplo 2 anterior. Una vez hecho esto, se puede calcular la impedancia total del circuito utilizando la fórmula del circuito en paralelo del ejemplo 3 anterior.
En el ejemplo 4, tenemos un amplificador de 50W con una impedancia de salida de 8 ohmios. Para determinar la impedancia de los altavoces, tendremos que resolver utilizando tanto la fórmula en paralelo como la fórmula en serie para la impedancia equivalente.
Debido a que los dos altavoces superiores están conectados en paralelo con los dos altavoces inferiores, podemos expresar la fórmula para la impedancia equivalente utilizando la fórmula de impedancia en paralelo de la siguiente manera:
$z_{text{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{z_1} + \frac{1}{z_2} + \ldots + \frac{1}{z_n}$$z_{texto{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{z_{texto{top}} + \frac{1}{z_{text{bottom}}}}$
Por lo tanto, para resolver esta fórmula, necesitamos determinar la impedancia de los conjuntos de altavoces superior e inferior. Cada uno de estos dos conjuntos de altavoces está conectado en serie, por lo que podemos utilizar la fórmula de impedancia en serie equivalente para resolver.
$z_{\text{equivalente}} = z_1 + z_2 + \ldots + z_n$$z_{text{top}} = z_1 + z_2$
Como todos los altavoces tienen la misma impedancia, sabemos que ~z_1 = z_2~ y podemos simplificar aún más:
$z_{text{top}} = z_{text{speaker}} + z_{text{speaker}}$$z_{text{top}} = 2 veces z_{text{speaker}}$
Como todos los altavoces tienen el mismo valor, sabemos también que:
$z_{text{bottom}} = 2 veces z_{text{speaker}}$
Así que también podemos ver que ~z_{text{top}} = z_{text{bottom}}
Colocando estas ecuaciones en nuestra fórmula original para ~z_{text{equivalent}}, podemos ver cómo calcular:
$z_{\text{equivalente}} = \frac{1}{\frac{1}{z_1} + \frac{1}{z_2} + \ldots + \frac{1}{z_n}$$z_{texto{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{z_{texto{top}} + \frac{1}{z_{texto{abajo}}}}}}$$z_{texto{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{2 veces z_{texto{hablante}} + \frac{1}{2 veces z_{texto{hablante}}}}}}$$z_{texto{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{2 veces z_{texto{hablante}} + \frac{1}{2 veces z_{texto{hablante}} + \frac{1}{2 veces z_{texto{hablante}}}}$$z_{texto{equivalente}} = \frac{1}{frac{2}{2 veces z_{texto{hablante}}}}$$z_{texto{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{z_{texto{altavoz}}}}}}$$z_{texto{equivalente}} = z_{texto{altavoz}}$
Así que después de todo ese trabajo podemos ver que la impedancia equivalente de este circuito en serie/paralelo es igual a la impedancia del altavoz. Como sabemos que la impedancia de salida del amplificador es de 8Ω, podemos ver fácilmente que
$z_{text{speaker}} = 8Ω$
Dado que hay cuatro altavoces, cada altavoz podría experimentar 12,5 W (una cuarta parte de la potencia de salida del amplificador).
En este caso recomendamos elegir cuatro altavoces de 8 ohmios con una potencia nominal de al menos 25W cada uno.
Para esta configuración, lo más fácil es calcular la impedancia global equivalente en dos pasos.
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Por Kurt Prange (BSEE), ingeniero de ventas de Antique Electronic Supply – con sede en Tempe, AZ. Kurt comenzó a tocar la guitarra a la edad de nueve años en Kalamazoo, Michigan. Él es un DIY’er guitarra y diseñador de amplificadores de tubo que disfruta de ayudar a otros músicos a lo largo de la interminable búsqueda de tono.